本书深入介绍我国西部典型牧区(包括肃南牧区、乌兰牧区和鄂托克牧区)的水草资源承载力及水草畜平衡机制，通过详尽的气候变化分析、生态需水量计算、灌溉需求评估及种植结构优化，构建一套科学的水草资源承载力评估与优化体系。运用系统动力学模型，模拟并提出针对不同生态类型区的最优水资源管理和草地利用方案，旨在实现水草畜系统的平衡与可持续发展。本书研究成果对于促进西部牧区水资源合理配置、草地生态保护与恢复、畜牧业可持续发展具有重要参考价值。

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国家重点研发计划项目课题西部牧区草地生态系统水-草-畜平衡与水资源优化配置技术研究

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 研究进展 3
1.2.1 草地生态保护的研究进展 3
1.2.2 水草资源承载力的研究进展 4
1.2.3 水草畜平衡的研究进展 9
1.2.4 水资源优化配置的研究进展 10
1.3 现阶段亟待解决的问题 12
参考文献 13
第2章 研究区概况 18
2.1 肃南牧区概况 18
2.1.1 自然地理与社会经济 19
2.1.2 水资源开发利用特征 20
2.1.3 牧草资源开发利用特征 20
2.2 乌兰牧区概况 21
2.2.1 自然地理与社会经济 21
2.2.2 水资源开发利用特征 22
2.2.3 牧草资源开发利用特征 23
2.3 鄂托克牧区概况 23
2.3.1 自然地理与社会经济 24
2.3.2 水资源开发利用特征 24
2.3.3 牧草资源开发利用特征 25
第3章 西部牧区气候变化特征 27
3.1 气象数据收集与处理方法 27
3.1.1 气象数据收集 27
3.1.2 数据处理方法 28
3.2 气候要素的时间变化趋势 29
3.2.1 气候变化趋势 29
3.2.2 植被生长季气候变化趋势 34
3.2.3 植被关键生长期气候变化趋势 36
3.3 气候要素的空间分布特征 37
3.4 本章小结 38
参考文献 39
第4章 参考作物蒸散量时空变化及驱动力分析 41
4.1 研究方法 41
4.1.1 Penman-Monteith公式 41
4.1.2 参考作物蒸散量敏感性分析 43
4.2 参考作物蒸散量时空变化 44
4.2.1 参考作物蒸散量的空间分布 44
4.2.2 参考作物蒸散量的变化趋势 45
4.3 参考作物蒸散量变化的驱动力分析 46
4.3.1 参考作物蒸散量对气候因子的敏感性分析 46
4.3.2 参考作物蒸散量变化的归因性分析 48
4.4 本章小结 50
参考文献 50
第5章 西部典型牧区天然草地生态需水量研究 52
5.1 研究方法 52
5.1.1 水文年型的确定 52
5.1.2 植被生态需水定额计算方法 53
5.1.3 植被生态缺水定额计算方法 55
5.1.4 水分盈亏指数 56
5.2 天然草地生态需水定额参数 56
5.2.1 鄂托克牧区 56
5.2.2 乌兰牧区 62
5.3 天然草地生态需水量 66
5.3.1 干旱风沙牧区 66
5.3.2 高寒荒漠牧区 70
5.4 本章小结 74
参考文献 74
第6章 西部典型牧区人工草地作物灌溉需水定额研究 77
6.1 研究方法 77
6.1.1 作物需水定额计算方法 77
6.1.2 灌溉需水定额计算方法 79
6.1.3 需水强度 79
6.2 人工草地需水定额计算参数的确定 79
6.2.1 作物系数 79
6.2.2 土壤水分修正系数 82
6.3 人工草地作物灌溉需水定额计算 82
6.3.1 不同人工草地的作物需水定额 82
6.3.2 作物灌溉定额 87
6.4 本章小结 88
参考文献 88
第7章 西部典型牧区人工草地种植结构优化 90
7.1 人工草地种植结构优化基本思路 90
7.2 种植结构优化模型构建 90
7.2.1 决策变量 90
7.2.2 目标函数 91
7.2.3 干旱风沙牧区约束条件和模型参数 91
7.2.4 高寒荒漠牧区约束条件和模型取值 94
7.3 西部典型牧区人工草地种植结构优化模型求解 96
7.3.1 模型求解 96
7.3.2 干旱风沙牧区人工草地种植结构优化方案 96
7.3.3 高寒荒漠牧区人工草地种植结构优化方案 98
7.4 本章小结 99
参考文献 100
第8章 基于生态保护的高寒荒漠牧区草地资源承载力评价 101
8.1 研究方法 101
8.1.1 数据标准化处理方法 101
8.1.2 层次分析法 102
8.1.3 熵权法 104
8.1.4 综合权重确定 105
8.1.5 TOPSIS 综合评价法 106
8.1.6 障碍因子诊断模型 107
8.2 草地资源承载力评价指标体系构建 108
8.2.1 草地牧区生态保护实现途径 108
8.2.2 草地资源承载力影响因素 110
8.2.3 指标选取原则 111
8.2.4 评价指标体系构建 112
8.2.5 指标数据整理与标准化处理 112
8.3 草地资源承载力评价分析 115
8.3.1 评价指标权重确定 115
8.3.2 评价指标赋权 115
8.3.3 正理想解、负理想解确定 122
8.3.4 贴近度计算 124
8.3.5 承载力评价结果分析 124
8.4 草地资源承载力障碍因子辨识及发展对策 126
8.4.1 草地资源承载力障碍因子诊断 126
8.4.2 草地资源承载力障碍因子分析 128
8.4.3 促进牧区草原生态保护和畜牧业高质量发展的对策建议 131
8.5 本章小结 133
参考文献 133
第9章 基于系统动力学的西部典型牧区水草资源承载力研究 135
9.1 水草资源承载力评价指标体系 135
9.1.1 水草资源承载力评价指标体系构建 135
9.1.2 水草资源承载力评价指标权重确定 137
9.2 水草资源承载力系统动力学模型构建 139
9.2.1 系统动力学概述 140
9.2.2 乌兰牧区系统动力学模型搭建 141
9.2.3 鄂托克牧区系统动力学模型搭建 147
9.3 乌兰牧区水草资源承载力模拟 155
9.3.1 模拟方案设置 155
9.3.2 参数选取 156
9.3.3 模拟结果分析 161
9.4 鄂托克牧区水草资源承载力模拟 173
9.4.1 模拟方案设置 173
9.4.2 模拟结果分析 176
9.4.3 最优方案选取 200
9.5 本章小结 203
参考文献 204
第10章 西部典型牧区水草畜系统的过程平衡研究 205
10.1 水草畜系统平衡机制 205
10.1.1 牧区水草畜系统的循环逻辑 205
10.1.2 牧区水草畜系统的平衡框架 207
10.1.3 水草畜系统平衡思路 209
10.2 西部典型牧区需草和产草的过程平衡 209
10.2.1 季节轮牧牧区需草和产草的过程平衡 210
10.2.2 季节禁牧牧区需草和产草的过程平衡 210
10.3 西部典型牧区水草畜系统平衡模型构建 210
10.3.1 目标函数 210
10.3.2 约束条件 211
10.3.3 模型求解 213
10.3.4 参数选取 215
10.4 西部典型牧区水草畜系统平衡分析 218
10.4.1 牧区载畜能力分析 218
10.4.2 牧区水草畜系统平衡评价体系建立 223
10.4.3 牧区水草畜系统平衡分析 228
10.5 西部典型牧区水草畜系统载畜能力选择 230
10.6 西部典型牧区水草畜平衡关键场分析 232
10.7 本章小结 236
参考文献 236
第11章 基于生态保护的西部典型牧区水草资源优化配置 238
11.1 典型牧区水草资源优化配置的思路和原则 238
11.1.1 配置思路 238
11.1.2 配置原则 239
11.2 水草资源优化配置模型构建 240
11.2.1 目标函数 240
11.2.2 约束条件 241
11.2.3 NSGA-Ⅱ算法 243
11.2.4 基于组合赋权TOPSIS 模型的配置方案优选 245
11.2.5 参数选取 247
11.3 西部典型牧区水草优化配置分析 251
11.3.1 基于Pareto解的最优配置方案选择 251
11.3.2 牧区水草资源优化配置结果分析 258
11.3.3 牧区草牧业发展中的天然草利用陷阱 267
11.4 本章小结 268
参考文献 269